Maailmankaikkeuden suurin 3D -kartta
Siivu maailmankaikkeuden suurimman kolmiulotteisen kartan kautta. Kvasaarit ovat punaisia ja läheiset galaksit keltaisia. Kuva: Anand Raichoor jaSDSS.
Sloan Digital Sky Survey (SDSS) -tähtitieteilijät kertoivat 18. toukokuuta 2017, että he ovat luoneet maailmankaikkeuden tähän mennessä suurimman ja yksityiskohtaisimman kolmiulotteisen kartan käyttämällä kirkastakvasaarejavertailukohtina. Ryhmä käytti 2,5 metrin teleskooppiaApache Pointin observatorioNew Mexicossa kartan tekemiseen, ja he luottivat kvasaarien äärimmäiseen kirkkauteen, joka näkyy laajoilla etäisyyksillä galaksienvälisestä avaruudesta.
Alun perin nimeltäänlähes tähtien radiolähteitä('Qua-s-r-s'), nykyisten kvasarien uskotaan olevan nuoria galakseja, jotka sisältävät supermassiivisia mustia aukkoja. Reiät on kuvattu 'aktiivisiksi' eli aktiivisesti nieleviksi, ja niitä ympäröivät suuret keräyslevyt. Kun supermassiivinen musta aukko nielee ympäröivän galaksin materiaalia, sen kerääntymislevyn lämpötila nousee ja muodostuu kvasaari, joka on erittäin kirkas, joskus kirkkaampi kuin kotigalaksi. Monien maailmankaikkeuden galaksien tiedetään sisältävän mustia aukkoja, mutta lähellä - kuten musta aukkooman Linnunradan keskellägalaksi - yleensä hiljaisempi.
Aktiiviset supermassiiviset mustat aukot ovat kuitenkin yleisiä varhaisessa maailmankaikkeudessa, mikä tekee kvasaareista täydelliset referenssipisteet maailmankaikkeutemme suurimman kartan luomiseen.
Tässä on yksi monista SDSS: n ottamista kuvista osana kolmiulotteista maailmankarttaa. Tämä kuva näyttääStephanin kvintetti, joka on 5 galaksin ryhmä. Tässä kuvassa oikealla NGC 7319 on kirkas kvasaari lähellä keskustaa. Kuva kauttaSDSS.
Tämä työ on osa Sloan Digital Sky Survey -hankettaeBOSS, joka tarkoittaa Extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey. EBOSSin kahden ensimmäisen vuoden aikana tähtitieteilijät mittaivat tarkkoja kolmiulotteisia sijainteja yli 147 000 kvasarille.
Näitä mittauksia käytettiin uuden kartan luomiseen.
Mutta nämä tähtitieteilijät eivät vain halunneetkarttauniversumi. He myös haluavatymmärtääkuinka universumimme on laajentunut alkuräjähdyksen jälkeen. Tätä varten he tutkivat, mitä kutsutaanbaryonin akustiset värähtelyt(BAO). Heidänlausuntoselitti:
BAO: t ovat nykyajan jälki ääni-aalloista, jotka kulkivat varhaisen maailmankaikkeuden läpi, kun se oli paljon kuumempi ja tiheämpi kuin nykyinen maailmankaikkeus. Mutta kun maailmankaikkeus oli 380 000 vuotta vanha, olosuhteet muuttuivat yhtäkkiä ja ääniaallot ”jäätyivät” paikoilleen. Nämä jäädytetyt aallot jäävät painetuiksi maailmankaikkeuden kolmiulotteiseen rakenteeseen, jonka näemme tänään.
Baryonin akustiset värähtelyt (BAO: t) auttaa tähtitieteilijöitä ymmärtämään galaktisten välisten etäisyyksien kasvavan tilan ja ajan. Kuva Chris Blaken ja Same Moorfieldin kautta/SDSS.
Tutkijat ymmärtävät BAO: n käsitteen erittäin hyvin. Nykyiset BAO: t ovat 'venytetty' versio varhaisen maailmankaikkeuden BAO: sta. Nykyään mitattua BAO -kokoa voidaan siis käyttää laajenevan tilan mittaamiseen. Pauline Zarrouk, Irfu/CEA, Paris-Saclay -yliopiston tohtoriopiskelija, joka työskenteli BAO: iden kanssa tässä tutkimuksessa, sanoi:
Sinulla on metrejä pienille pituusyksiköille, kilometreille tai mailille kaupunkien välisille etäisyyksille, ja meillä on BAO -asteikko galaksien ja kvasarien välisille etäisyyksille kosmologiassa.
SDSS: n eBOSS -projekti on suunniteltu kartoittamaan maailmankaikkeus, kun se oli 3–8 miljardia vuotta vanha. Tähtitieteilijät toivovat, että se paljastaa enemmän pimeästä energiasta. Kuva kauttaDana Berry / SkyWorks Digital Inc / SDSS -yhteistyö.
Tutkimuksen tulokset ovat yhdenmukaisia sen kanssa, mitä useimmat nykyaikaiset tähtitieteilijät uskovat maailmankaikkeudesta. Eli heidän lausunnossaan sanottiin:
Uuden tutkimuksen tulokset vahvistavatkosmologian vakiomallijonka tutkijat ovat rakentaneet viimeisen 20 vuoden aikana. Tässä vakiomallissa maailmankaikkeus noudattaa Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian ennusteita - mutta sisältää komponentteja, joiden vaikutuksia voimme mitata, mutta joiden syitä emme ymmärrä. Tavallisen aineen, joka muodostaa tähtiä ja galakseja, lisäksi [vakiomalli vaatii maailmankaikkeutta sisältämään] pimeän aineen - näkymättömän, mutta silti painovoiman vaikutuksen alaisena - ja salaperäisen komponentin, jota kutsutaan ”pimeäksi energiaksi”. tällä hetkellä, ja sillä on erityisiä ominaisuuksia, jotka nopeuttavat maailmankaikkeuden laajentumista.
SDSS: n tähtitieteilijät uskovat, että eBOSS auttaa löytämään enemmän pimeästä energiasta.
Bottom line: Sloan Digital Sky Survey (SDSS) -tutkijat ovat luoneet maailmankaikkeuden tähän mennessä suurimman kolmiulotteisen kartan käyttäen vertailupisteinä kirkkaita kvasaareja.